第2章 气体、固体和液体 B卷 能力提升卷-【学而思·高中同步双测卷】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册测试卷（人教版2019）

第二章气体、固体和液体 B卷 能力提升卷 (时间：75分钟 满分：100分) 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分， A.甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目 B.乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，打扩成一个圆 要求的： 孔，是表面张力作用的结果 1.下列关于温度的说法中，不正确的是 C.丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各 A.温度是表示物体冷热程度的物理量 向同性的特点制成的 B.温度是分子平均动能的标志 D.丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材 忠 C.温度的国际单位是“摄氏度” 料浸润 D.温度的国际单位是“开尔文” 5.如图所示，玻璃瓶内塞有 2.如图，工匠烧制玻璃制品时 气球，气球的吹气口反扣在 一玻璃管的尖端放在火焰上 瓶口上，初始时，气球和玻璃 烧到熔化，待冷却后尖端变 瓶之间密闭压强为，体积 帅 钝，下列说法正确的是( 为V。的气体，现向气球内缓 A.玻璃是非晶体，高温熔化 慢充气，让密闭气体的体积减为，充气过程气 冷却后转变成了晶体 B.玻璃是晶体，导热性表现为各向同性 体温度不变，则密闭气体的压强变为 C.熔化后的玻璃表面分子间作用力表现为引力 A.npo B.2p0 使其表面收缩 c份 n D.熔化后的玻璃表面分子间作用力表现为斥力 使其表面扩张 6.如图所示，一定质量的理想气 数 3.分子动理论以及固体，液体的性质是热学的重要 体先后处于a、b、c、d四个状 内容，下列说法不正确的是 ( 态，则这四个气体状态的温度 A.用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象 关系正确的是 B.同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等 A.T<T<T<T C.荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力 B.Ta=T<T-Ta 黄 的作用 C.T=T>T=T D.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有 D.T.<T<T=T 阳 各向异性的特点 7.某容积为40L的氧气瓶装有30am的氧气，现 4.关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确 把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小 的是 钢瓶中氧气的压强为5atm,若每个小钢瓶中原 有氧气压强为1atm,能分装的瓶数是（设分装过 程中无漏气，且温度不变) ( A.40瓶 B.48瓶 C.50瓶 D.60瓶 13 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分， 每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求， 气室2 全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错 的得0分. 单向倒K 8.如图所示，两端开口的均匀 气室1 玻璃管竖直插入水银槽中， 管中有一段高为1的水银 柱封闭一定质量的气体，这 A.当m=3时，气室1的压强为4p g 时管下端开口处内、外水银面高度差为2，若保 B.当m= 3poS 2g 时，气室2的压强为1.5p0 持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析 正确的是 C.当m= 3S时，活塞向下移动+ 2 A.h2变长 B.h2不变 D.当m=3poS 2g 时，活塞向下移动L C.水银柱上升 D.水银柱下降 三、非选择题：本题共5小题，共54分， 9.如图所示为一定质量的理想气体沿箭头所示的 11.(6分)用图甲所示的装置探究气体等温变化的 方向发生状态变化的过程，则关于该气体压强变 规律 化的下列说法中正确的是 压力表 2 气住 橡胶 甲图 乙图 丙图 (1)关于该实验下列说法正确的有 A.该实验用控制变量法研究气体的变化规律 A.从状态c到状态d的过程中，压强一直减小 B.应快速推拉柱塞 B.从状态d到状态a的过程中，压强一直增大 C.为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞 C.从状态a到状态b的过程中，压强先增大后 D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可， 减小 可以不标注单位 D.从状态b到状态c的过程中，压强先增大后 (2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后， 减小 为直观反映压强与体积之间的关系，以力为纵坐 10.如图所示，一竖直放置的汽缸被轻活塞AB和 标，以为横坐标在坐标系中描点作图.小明所在 固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向 的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图 阀门，当气室2中的压强大于气室1中的压强 线应为图乙中的 (填“①”或“②”) 时，单向阀门向下开启.已知开始时，气室1内 (3)为更准确地测出气体的压强，小华用压强传 气体压强为2p,气室2内气体压强为p,气柱 感器和气密性很好的注射器相连，得到某次实 长均为L,活塞面积为S,活塞与汽缸间无摩擦， 验的V图如图丙中的直线所示，究其原因是 汽缸导热性能良好，重力加速度为g.现在活塞 温度发生了怎样的变化 上方缓慢放置质量为m的细砂后，下列说法正 A.一直下降 B.先上升后下降 确的是 C.先下降后上升 D.一直上升 14 12.(8分)学校物理小组的同学们利用如图甲所示 13.(10分)冬季室外零下23℃，医用50L大氧气 的实验装置探究一定质量的气体等压变化规 瓶长期储存在室外，氧气瓶内气体压强为15个 律.注射器竖直固定在铁架台上，其中密封了一 大气压.使用时把大氧气瓶移动到室内给体积 定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空 为2L的小氧气瓶充内气体.装入前长期处于 气柱浸没在烧杯的液体中，液体中放置有温度 室内的小氧气瓶中氧气的压强为1.2个大气 计（图中未标出）.忽略柱塞与注射器之间的摩 压，充气结束小氧气瓶氧气压强变为3个大气 擦，通过改变烧杯内液体温度读取多组温度、体 压，已知室内温度为27℃，氧气可视为理想气 积数值，并作体积-温度图像。 体.当大氧气瓶压强等于3个大气压时不能继 续为小氧气瓶充气，求此次大氧气瓶能为多少 重物 个小氧气瓶充满气： 柱 空气柱 橡胶塞 乙 内 (1)下列说法正确的是 A.温度计位置应尽量远离空气柱 B.柱塞上应涂上润滑油 C,每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出 空气柱的体积 (2)某同学作出体积一热力学温标(V一T)图像 如图乙所示，图像不过原点的原因可能是 (3)保持密封空气柱质量不变，改变重物质量， 通过两次实验作出体积一热力学温标 (V一T)图像得到两条直线如图丙所示.若两条 直线斜率分别为k1、k2,两次重物及柱塞的总质 量分别为m1,2,柱塞横截面积为S,重力加速 度为g,则大气压强可表示为 (使用题 中所给字母表示)， 15 14.(14分)如图所示，汽缸 15.(16分)如图，在一个汽缸内用活塞封闭了一定 内封闭有一定质量的气 质量的气体，活塞和柄的总质量为，活塞的面 体，水平轻杆一端固定在竖直墙壁上，另一端与 积为S.当活塞自由放置时，气体体积为V,温 活塞相连.已知大气压强为1.0×105Pa,汽缸 度为T.现缓慢地用力向下推动活塞，使气体的 的质量为50kg,活塞质量不计，其横截面积为 体积减少为0.5V,已知大气压强为p,重力加 0.01m2,汽缸与地面间的最大静摩擦力为汽缸 速度为g,求： 重力的0.4倍，活塞与汽缸之间的摩擦可忽略. 开始时被封闭气体压强为1.0×105Pa、温度为 27℃，取重力加速度g=10m.s2,求： (1)缓慢升高气体温度，汽缸恰好开始向左运动 时气体的压强p和温度1： (1)活塞自由放置时，气体的压强p1: (2)为保证汽缸静止不动，汽缸内气体的温度应 (2)气体的体积减少为0.V时，气体的压强2： 控制在什么范围内. (3)气体的体积减少为0.5V时，加在活塞手柄 上的外力F1: (④)使气体温度降低为？，为保持气体的体积为 0.5V,加在活塞手柄上的外力F2 -16一定质量的空气做等温变化的规律是比例式，所以注射 器内部的横截面积不常要测量，固定在注射器上的刻度 2p2 即 T 尺可以不标注单位，BC正确. (2)由于室内温度高于室外温度，将理想气体状态方程 解得T-号7 pV/T=C(常量)，支化为p=CT·子，对照题给的 答案：为号T p一号因像，可知室内的图像是斜率较大的①。为了保持 14.解析：(1)加热饭盒时，玻璃饭盒内气体体积不变，由查 封闭的气体温度不变，实验时需要缓慢推动活塞 理定排有器一器 答案：(1)BC(2)①缓慢 解得p1=1.2p0. 12.解析：(1)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的 (2)设最终体积为V1,则Vo=SL, 主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭 排气过程中封闭气体做等温变化，有p1V0=p0V 气体部分，这样能保证装置与外界温度一样； 解得V1=1.2SL (2)体积读数值比实际值大Vo.根据p(V+Vo)=C,C 同温度、同压强下同种气体的质量比等于体积比，设剩 为定值，则V=C-Vo.如果实验操作规范正确，但知图 余气体的质量为m',气体原来的质量为m0,则 m'Vo Vo5 所示的V工图线不过原点，则V。代表注射器与压强传 mo Vi 1.2 Vo 6 答案：(1)1.20(2)56 感器连接部位的气体体积： (③)报据pV=C可知V-号，当质量不支时V与成正 15.解析：以最后气球内的全部气体为研究对象，则气体的 初状态：p1=p0=1×105Pa,V1=10L+30L=40L, 比，当质量发生改变时V与】还是成正比，但此时的斜 以最后气体全部进入气球时研究对象的状态为末状态， 末状态有2，V2,根据玻意耳定律得1V1=p2Vz 率发生变化即斜率减小： 又根据题意“气球的客积跟球内气体的压强成正比”可 (4)若该某同学整个过程操作正确，则由于气密性的原 得V=kp 因，随着V的增加，气体质量可能变大，故、V乘积 则有V2=kp2 变大， 所以kp经=p1V 答案：(1)移动活塞要缓慢不能用手握住注射器的封 闭气体部分(2)注射器与压强传感器连接部分气体的 根据题中的初始条件可得友一 体积(3)B(4)变大 13.解析：初始时，对活塞受力分析，由平衡关系得 于始=pY pS+mg=2pS 代入数据，得p2=2X105Pa 解得mg=pS V2=20L 设气体的总体积为V, 由理想气体状态方程得V_V 对于活塞上方气体有p1=p,V=兰，T=T,V1-y 且V3=kp3 T1'=T 联立可得p3=2√2X105Pa 根据状态方程得业_pV V3=20√21 T 答案：20L2×103Pa2√2×105Pa20√2L ,3V p2p17 即 T T B卷能力提升卷 释-T 1.CA.温度是表示物体冷热程度的物理量，故A正确：B 温度是分子平均动能的标志，故B正确：CD,温度的国际 对于潜塞下方的气体有=2pM:=号，1=T 单位是“开尔文”，故C错误，D正确. 本题选不正确的，故选：C V-y,T-Ta-+号-gT+p 2.CAB.玻璃是非晶体，高温熔化冷却凝固后仍然是非晶 根据状态方程得V_p2V 体，导热性表现为各向同性，故AB错误；CD.玻璃管的尖 T2T2 端放在火焰上烧到熔化，尖端变为球形，是表面张力的作 69 用，因格化后的玻璃表面分子间作用力表现为引力使其 由玻意耳定律可知：p1V1+np2V2=p1'V1十np2V2, 表面收缩，故C正确，D错误.故选：C 即为：m=py 3.AA.用塑料细管将牛奶吸入口中利用了大气压，不是 (p2'-p2)V2 毛细现象，故A错误：B.温度是分子平均动能的标志，相 代入数据有：m=(30-5)X40=50(瓶) (5-1)×5 同温度下所有分子的平均动能均相同，故B正确；C.液体 故ABD错误，C正确，故选：C. 表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，故存在 液体的表面张力，荷叶上的露珠呈球形是由于液体表面 8.BD对于管内封闭气体的压强可得：p一0十Pgh1 张力的作用，故C正确；D.液品像液体一样具有流动性， 也可以有：p=p0十Pgh2 而其光学性质与某些品体相似具有各向异性，彩色液品 则知：h1=h2,若h1不变，则h2不变， 显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故 当外界压强增大时，管内封闭气体压强p增大，根据玻意 D正确，本题选择不正确的，故选：A 耳定律V=C可知气体的体积减小，则水银柱下降.故 4,BA,因为液体表面张力的存在，水龟才能在水面上行 AC错误，BD正确.故选：BD 走自如，故A错误：B.将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一 9.AD根据理想气依状态方程y-C,可得：V=CT,可 T 个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；C.液晶显示 器是利用液晶光学性质具有各向异性的特，点制成的，故C 知VT图像各点与原点连线的斛率k= ,则各状态的 错误：D,从题图丁中可以看出酱油与左边材科浸润，与右 气体压强与此连线的斜率成反比. 边材料不浸润（不浸润液滴会因为表面张力呈球形），故D A.从状态c到状态d的过程中， 错误.故选B. 在图像中c到d之间各，点与原点 5.A初始时，气球和玻璃瓶之间密闭压强为p0,体积为V。 连线的斜率一直变大，则压强一 的气体，当密闭气体的体积减为，设其压强为： 直减小，故A正确；B.从状态d 到状态a的过程中，在图像中d 气体做的是等温变化，根据玻意耳定律可得： Vo 到a之间各点与原点连线的斜率 poVo=p· n 先变大后变小，则压强先减小后增大，故B错误；C.从状 解得：p=npo,故A正确、BCD错误.故选：A. 态a到状态b的过程中，在图像中a到b之间各点与原，点 6.D在pV图像中，气体从a到b做等压变化，体积增大， 连线的斜率一直变小，则压强一直增大，故C错误：D.从 根格号=C可知，温度升高，则T>T: 状态b到状态c的过程中，在图像中b到c之间各点与原 点连线的斜率先变小后变大，则压强先增大后减小，故D 从c到d,为等压变化，体积增大，温度升高，则T>T; 正确.故选：AD. 设纵坐标每小格代表p,横坐标每小格代表V 从a到c,由图可知，初态：Ta,pa=6p,V。=V,末态：T, 10.ADA.当m-3pS,假设CD上的阀门没有打开，设气 p:=3p,V.=3V 根据卫部气体的状态方程可得化-兴，解得 T 室2中气体压强为，对活塞AB与细砂整体，由平衡条 T 件得：pS=poS十mg,解得，气室2中封闭气体的压强：p 号所以1<T =4p0>2p0,则CD上的单向间打开，如果气室2的气体 未完全进入气室1，以气室1与气室2中气体整体为研 从b到d过程中，根据理想气体的状态方程可得：= 究对象，设两气室气体总高度为x,由玻意耳定律得： 光，即py-32',解得号1片以T=T pLS+2pLS=4poxS,解得：z=子L<L,假设不咸立， 综上所述可知T。<T<T6=Td,故D正确、ABC错误. 气室2中的气体全部进入气室1中，当活塞平衡时，有 故选：D. mg十poS=pS,解得气室1内气体的压强：px=4p0,故 7,C设能够分装n个小钢瓶，则以40L氧气瓶中的氧气 A正确；BCD.当m=3。S时，餐设CD上的阀门没有打 和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，分装过程中温 2g 度不变，故遵守玻意耳定律. 开，设气室2中气体压强为p',对活塞AB与细砂整体， 气体分装前，大氧气瓶：p1=30atm,V1=40L: 由平衡条件得：p'S=p0S十mg,解得气室2中封闭气体 小氧气瓶：p2=1atm,V2=5L, 的压强：p'=2.5p0>2p0,则CD上的单向阀打开，如果 气体分装后，大氧气瓶：p1'=5atm,V1=40L: 气室2的气体未完全进入气室1，以气室1与气室2中 小氧气瓶：p2'=5atm,V2=5L, 气体整体为研究对象，设两气宝气体总高度为x,由玻意 70 耳定律得：LS+2LS=2.5加2S,解得：d=号L> +兴兴+兴 T T1 T2 L,假设成立，气室2内气体的压强是2.5p0,活塞向下移 代入数据解得：n=208个. 动的距离d=L-(号L-L)=L,故BC错误，D正 答案：208 14.解析：(1)汽缸恰好开始向左运动时，汽缸与地面间的摩 确.故选：AD. 11.解析：(1)A.该实验是研究质量一定的气体在温度不变 擦力为最大静摩擦力，此时对汽缸有 情况下，压强跟体积的关系，采用了控制变量法.故A正 PS=PoS+Fi,F=0.4mg 确；BC.快速推拉或用手握住注射器，会导致气体温度发 汽缸内气体压程为p=0十号-1.2X103P 生变化，不符合实验条件，故BC错误：D.实验只需要关 注图像的斜率变化即可探究压强跟体积的关系，所以注 气体发生了等容变化，则号-号 射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单 代入数据得T=360K 位，故D正确.故选AD. 即t=87℃. (2)根据克拉伯龙方程可知，图像的斜率与气体质量成正 (2)当汽缸恰好开始向右运动时，气体的温度有最低值， 比，所以漏气导致气体质量减小，即图像斜率减小，故选②。 (3)根据图像与等温线的关系，可知气体温度先升高再 汽缸内气体压强为p=0一S =0.8×105Pa 降低.故选B 答案：(1)AD(2)②(3)B 气体发生了等容变化，则铝-分 12.解析：(1)温度计尽量靠近注射器空气柱位置，以免温度 代入数据得T'=240K 计和空气柱存在温差，A项错误： 即t=-33℃ 柱塞上涂上润滑油减小摩擦并且增强密封性，B项正确； 故汽缸内气体的温度在一33℃到87℃之间时，汽缸静 应该等充分热交换后温度计示数才能表示空气柱温度， 止不动 C项错误， 答案：(1)1.2×105Pa87℃(2)-33℃到87℃之间 故选B. (2)设橡胶塞内气体体积为△V,则有，pV十△V2=C 15.解析：(1)开始时活塞受力平衡：1·S=p0·S+mg, T 即，V=CT-△y 解得：=十号 b (2)由一定玻意耳定律得1V=P2V2, 所以图像不过原点的原因是未考虑橡胶塞内注射器细 解得：气体体积减小0.5V时的压强 管的气体体积 C (3)由(2)知1=Ck2 p2=2p1=2(p+"g): P1 P2 (3)对活塞分析可知：F1十0·S十mg=p2·S, 对柱塞及重物受力分析p1S=m1g十poS,p2S=m2g 解得：F1=poS十mg,方向竖直向下； +PoS 解得0=8(m1一m2k2) (④气休温度降低为时，设气体压强为p,由盖一吕萨 S(k2一k1) 答案：(1)B(2)未考虑橡胶套内注射器细管的气体体积 克定律得导- (3)5(m11-m2k2) 4 S(k2-k1) 13.解析：室外温度T1=(23十273)K=296K,室内温度为 解得：s=(+)： T2=(27+273)K=300K: 此时，对活塞分析可知：p0·S十mg=F2十p3·S, 室内体积V1=50L的大氧气瓶内气体压强为p1=15atm, 解得：F2=(pS十mg),方向竖直向上. 充气结束大氧气瓶气体压强p1'=3atm: 室内体积V2=2L的小氧气瓶内气体压强为2=1.2atm, 答案：1)p+"警号(2)2(po+号) 充气结束小氧气瓶气体压强2'=3atm: (3)poS+mg,方向竖直向下 设此次大氧气瓶能为”个小氧气瓶充满气，根据理想气 体的状态方程“分态式”可得： (④0宁(pS+mg),方向竖直向上 71